BE1030225B1

BE1030225B1 - Olie-geïnjecteerde compressorinrichting

Info

Publication number: BE1030225B1
Application number: BE20225057A
Authority: BE
Inventors: Manuel Paula Vandevoorde
Original assignee: Atlas Copco Airpower Nv
Priority date: 2022-01-27
Filing date: 2022-01-27
Publication date: 2023-08-28
Also published as: WO2023144609A1; BE1030225A1

Abstract

Olie-geïnjecteerde compressorinrichting (1) voorzien van minstens één olie-geïnjecteerd compressorelement (2) met een inlaat (5) voor samen te persen gas en een uitlaat (7) voor samengeperst gas, waarbij de uitlaat (7) verbonden is met een olieaf scheider (9), waarbij de olie-geïnjecteerde compressorinrichting (1) verder voorzien is van een olie-injectieleiding (14) die vertrekt vanaf de olieafscheider (9) en loopt naar het olie-geïnjecteerd compressorelement (2), waarbij in de olie-injectieleiding (14) een oliekoeler (15) is opgenomen, daardoor gekenmerkt dat in de olie-injectieleiding (14) stroomafwaarts van een inlaat (16) van de oliekoeler (15) een opslag (17) voor olie is voorzien.

Description

7 BE2022/5057

Olie-ceïinjecteerde compressorinrichting.

De nuidige uitvinding heeft betrekking op een olie- geïnjecteerde conpressorinrichting.

Meer speciaal, betreft de uitvinding een olle-geïnjecteerde compressorinrichting voorzien van minstens èèn olie- geïnjecteerd conpressorelement met een inlaat voor samen te persen gas en een uitlaat voor samengeperst gas, waarbij de uitlaat verbonden is met een olieafscheider, waarbij de clie-geïnjecteerde compressorinrichting verder voorzien is van een olierinijectieleiding die vertrekt vanaf de clieafscheider en Loopt naar het olie-geinijecteerd compressorelement, waarbij in de olie-injectieleiding een oliekoeler is opgenomen,

Het is bekend dat in de olisafscheider de in de compresscrinrichting geïnjecteerde olie wordt afgescheiden en opgeslagen,

Deze afgescheiden olie zal warm zijn,

Via de olie-injectieleiding wordt deze olie langs de koeler geleid om deze af te koelen alvorens deze afgekoelde olie te injecteren in het compressorelement.

Dergelijke bekende installaties vertonen dan ook twee grote nadelen,

A BE2022/5057

Een eerste nadeel is het feit dat de olie wordt opgeslagen in de olieafscheider het noodzakelijk maakt om een omvangrijke coiieafscheider te voorzien,

S Bij opstart wordt de olie vanaf de olieaïscheider rondgestuurd in de olie-injectieleiding, de oliekoeler en het olie-geïnjecteerde compressorelement. Er moet voldoende olie voorhanden zijn om ervoor te zorgen dat het voiledige systeem voorzien kan worden van olies, waardoor de 19 oliesafscheider een bepaald minimum volume moet bezitten,

De clieafscheider is in essentie een drukvat, wat een dure component van de inrichting is,

Bovendien biedt een onvangrijke olieafscheider minder mogelijkheden om de inrichting compact te maken.

Een bijkomend nadeel is dat de opgeslagen olie in de olieafscheider afkomstig is van het compressorelement en bijgevolg warm of heet is. De olie wordt enkel gekoeld vlak voor het moment van injectie, maar wordt dus opgeslagen op hoge temperatuur.

Dat is nadelig voor de levensduur van de olie,

De levensduur van de olie wordt bepaald door de temperatuur van deze olie, Hoe hoger de Lemperaltuur van de olie wordt of hoe langer de olie een hoge temperatuur heeft, des te sneiler de olie vervangen moet worden. Hoe lager de temperatuur van de olie, hoe langer de levensduur.

3 BE2022/5057

Dit ieidt tot bijkomende kosten, voor het vervangen van de olie, de bijhorende werkzaamheden en het stilleggen van de inrichting.

De huidige uitvinding heeft tot doel voor minstens één van de voornoemde en anders nadelen een oplossing te bieden.

De huidige uitvinding heeft een oliergeinjecteerde compressorinrichting ais voorwerp voorzien van minstens één olis-geïnjecteerd compressorelement met een inlaat voor samen te persen gas en een uitlaat voor samengeperst gas, waarbij de uitlaat verbonden is met een olieafscheider, waarbij de olie-geïnjecteerde compressorinrichting verder voorzien is van een clie-injectieleiding die vertrekt vanaf de olieafscheider en ÊIcopt naar net olie-geïniecteerd compressorelement, waarbij in de olie-injectieleiding een ocliekoeler is opgencmen, daardoor gekenmerkt dat in de blie-inisctieleiding stroomafwaarts van de inlaat van de oliekoeler een opslag voor olie is voorzien,

Met opslag voor olie wordt hier een voorziening bedoeld om een olie-volume tijdelijk in te kunnen opslagen.

Een voordeel is dat in de cpslag voor cile een bepaalde hoeveelheid olie opgeslagen wordt, waardoor in de olieafscheider minder olie voorzien moet worden waardoor deze kleiner en goedkoper gemaakt kan worden,

Door de olie in de opslag voor olie te bewaren, is het mogelijk om de inrichting compacter te maken aangezien er a BE2022/5057 meer vrijheid is bij het design van de inrichting zodat een efficiëntere verdeling mogelijk is.

Een ander voordeel is dat de clie in de opslag voor olie 3 afgekoeld zal zijn ondat de ollie door de oliekoeler gevasseerd is alvorens de olie in de opslag terechtkomt,

Hierdoor zal de olie een lancere lievensduur hebben in vergelijking met de gekende oliesgeïnjecteerde 18 compressorinrichtingen waar de olie op een hogere temperatuur bewaard wordt.

Nog sen ander bijkomend voordeel bestaat erin dat de olie in de opslag voor olie bij opstart van de machine sneller geïnjecteerd wordt in de compressorinrichting in vergelijking met de olie in de olieafscheider.

Bij opstart van de gekende inrichtingen zit alle olie in de olieafscheider en moet dan eerst nog via de oliekoeler passeren alvorens ceïnjecrteerd te worden, in de inrichting volgens ge uitvinding, kan de reeds gekoelde olie vanaf de opslag voor olie onniddellijk ingespoten worden.

Onder andere de lagers en andere onderdelen van de inrichting zullen veel sneller olie ontvangen voor de koeling, smering en/of afdichting.

Dit heeft een gunstig effect op de levensduur van deze onderdeien en op de prestatie van de inrichting.

De voornoemde opsiag voor olie kan op verschillende manieren uitgevoerd worden. 5 In praktische uitvoeringsvorm omvat de opslag voor clie één of meer van volgende: - een olievat opgenomen in de clierinjectieleiding stroomafwaarts van de oliekoeler; - een gedeelte van colierinjectieleiding stroomafwaarts van de oliekoeler heeft een grotere diameter dan de rest van de olie-injectieleiding.

Het voordeel van het olievat is dat het geen drukvat moet zijn, aangezien het in de olie-injectieleiding is opgenomen in tegenstelling tot de olieafscheider waar ook samengeperst gas in terechtkomt omdat deze aangeslcten is co de uitlaat van het compressorelement,

Het voordeel van het gedeelte van de olie-iniectieleiding met een grotere diameter is dat er op deze manier een volume voor de opslag van de olie gecreëerd wordt zonder de afstand te vergroten die de olie moet afleggen.

Ook heeft dit als voordeel dat er geen apart olievat voorzien moet worden, waardoor de inrichting compacter zal zijn.

Een alternatieve praktische uitvoeringsvorm bestaat erin dat de ocslag voor cile zich stroomafwaarts van een inlaat van de oliekoeler bevindt, waarbij de opslag voor clie deel uitmaakt van de oliekoeler,

>

De oliekoeler zal dan als het ware dienst doen als het oplievat voor de opsiag voor olie, 5 In dit geval is de oliekoeler bij voorkeur voorzien van een klep om de terugstroom van olie vanuit de opsiag voor olie te verhinderen, bij het stopzetten van de inrichting.

In sen andere uitvoeringsvorm is de compressorinrichting voorzien van een motor voor het aandrijven van het compressorelement, waarbij de opslag voor olie geïntegreerd is in sen mantel van de motor,

Dergelijke uitvoeringsvorm maakt het mogelijk om een zeer compacte inrichting te bekomen, aangezien de mantel van de motor dienst zal doen ais opslag voor olie waardoor er geen apart olievat voorzien moet worden.

Tevens zal de olie bij copstart onmiddellijk geïnjecteerd kunnen worden in de motor en het compressorelement.

Met het inzicht de kenmerken van de uitvinding beter aan te tonen, zijn hierna, als voorbeeld zonder enig beperkend karakter, enkele voorkeurdragende uitvoeringsvormen beschreven van een olie-geinjecteerde compressorinrichting voigens de uitvinding, met verwijzing naar de bijgaande tekeningen, waarin: figuur 1 schematisch een olie-geinjeccteerde compressorinrichting volgens de uitvinding weergeelt,

+ BE2022/5057 f

De in figuur 1 schematisch weergegeven olie-geïnjecteerde compressorinrichting 1 omvat hoofdzakelijk een olie- geïnjecteerd compressorelement 2.

Dit compressoreiement 2 kan bijvoorbeeld een schroefcompressorsiement zijn, doch andere types van compressorsiementen 2 zijn niet uitgesloten.

Het is bovendien niet uitgesloten dat de compressorinrichtino 1 voorzien is van meer dan één compressorelement 2.

Het compreszsorelement 2 is voorzien van een aandrijving 2.

Op figuur 1 is de aandrijving 3 onder de vorm van sen motor à schematisch weergegeven.

Het compressorelement 2 heeft een inlaat 5 voor samen te persen gas.

Op deze inlaat 5 is in dit geval een inlaatfilter 6 aangesloten om het aangezogen gas te zuiveren,

Het compressorelement 2 heelt ook een uitlaat 7 voor samengeperst gas.

Op deze uitlaat 7 is een persleiding 8 aangesloten om de uitlaat 7 te verbinden met een clieafscheider 3,

In dit geval is op de olieafscheider 9 een uitlaatleiding 10 aangesloten voor samengçeperst gas, waarbij in de

2 BE2022/5057 uitleatleiding 10 een tweede olieafscheider 11 en een naxoeler 12 is opgenomen.

De nakoeler 12 is in dit geval luchtgekoeld door een ventilator 13. : De compressorinrichting 1 is verder voorzien van een clie- injectieleiding 14 die vertrekt vanaf de olieafscheider 2 en loopt naar het compressorelement 2. in deze olie-injectieleiding 14 is een oliekoeler 15 opgenomen. in dit geval is deze oliekosler 15 een luchtgekoelde koeler, waarbij de voornoemde ventilator 13 eveneens de oliekoeler 15 zal koelen,

Het is niet uitgesloten dat in plaats van één gezamenlijke ventilator 13 voor de nakoeler 12 en de oliekoeler 15 te voorzien, dat er eén gezamenlijke ventilatorgroep wordt voorzien ol dat afzongeriijke ventilatoren of ventilatorgrospen worden voorzien.

Volgens de uitvinding is stroomafwaarts van de inlaat 16 van de oliekoeler 15 een opslag 17 voor olie voorzien.

Deze opslag 17 voor olie kan op verschillende manieren gerealiseerd worden, zoals hoger reeds vermeld,

3 BE2022/5057

In het voorbeeld van figuur l, omvat de opslag 17 voor olie sen olievat 18 dat is opgenomen in de olie-injectieleiding 14 stroomafwaarts van de oliekoeler.

Het is uiteraard niet uitgesloten dat de opslag 17 voor olie op een andere manier wordt uitgevoerd: - een gedeelte van olie-injectieleiding Ld stroomafwaarts van de oliekoeler 15 heeft een grotere diameter dan de rest van de olie-injectisleiding 14; 20 - geïntegreerd in de oliekoeler 15; - geïntegreerd in de mantel 19 van de voornoemde motor à.

In het weergegeven voorbeeld is onmiddellijk stroomopwaarts van de opslag 17 voor olie, ie. het olievat 18, een oliefilter 20 voorzien in de olie-injectieleiding 14.

Het is niet uitgesloten dat er meer dan één oliefilter 20 is voorzien,

Bovendien kunnen deze één of meerdere oliefilters 20 ook stroomafwaarts van de opslag 17 voor olie voorzien zijn.

In dit geval, doch niet noodzakelijk voor de uitvinding, kunnen de oliekoeler 15 en de opslag 17 voor olie overbrugd worden via een bypassieioing 21.

Deze bypassleiding 21 loopt vanaf een punt A in de olie- injectieleiding 14 stroomopwaarts van de oliekoeler 15 naar een punt B in de olie-injectieleiding 14 stroomafwaarts van de opslag 17 voor olie.

16 BE2022/5057

Tevens zijn er regelmiddelen 22 voorzien onder de vorm van een driewegkraan 23, om de hoeveelheid olie die via de bypassleiding 21 caat, te kunnen recelen.

In plaats van een driewegkraan 23, kunnen de regelmiddeien 22 ook een thermostaat en/of een combinatie van éên of meer kleppen omvatten.

In figuur 1 zijn de regelmiddelen 22 voorzien op een punt in de injectisleiding 14 stroomafwaarts van de opslag 17 voor ciie, i.e. in voornoemde punt B, maar dit zou ook stroomopwaarts van de oliekoeler 15 kunnen zijn, i.e. in voornoemde punt A,

De werking van de conpressorinrichting ! is zeer eenvoudig en als volgt,

Tijdens de werking van de conpressorinrichting 1, wordt via de inlaat 5 samen te persen gas aangezogen. Dit gas passeert via de inlaatfilter 6& om onzuiverheden te verwijderen.

In het compressorsiement Z wordt het gas samengeperst,

De motor 4 zal het compressoreiement 2 aandrijven, waarbij er olie wordt geïnjecteerd in het compressorelement 2 en de motor 4,

11 BE2022/5057 iet samengeperste gas en de geïnjecteerde olie zal het compressorelement 2 veriaten via de uillaat 7 en zo via de persieiding 8 in de clieafscheider 9 terechtkomen. > Tijdens het samenpersen zal het gas en de olie opwarmen, ; in de olieafscheider 3 wordt het samengeperste gas van de olie afgescheiden, waarna het gas via de uitlaatleiding 10 iangs de tweede olieafscheider 11 zal passeren, Hierbij 120 wordt de iaatste olie nog afgescheiden. De in de tweede olieafscheider 11 afgescheiden olie wordt in dit geval geïnjecteerd in het compressorelement 2.

Vervoigens passeert het samengeperste gas de nakoeler 12, waarbij het gas gekceld wordt alvorens het de compressorinrichting 1 zal verlaten.

De in de ciieafscheider 9 afgescheiden olie wordt door de druk van het samengeperste gas in de clieafscheider 9 via de injectieleiding 14 naar de oliekceler 15 gebracht, of via de bypassleiding 21 onmiddellijk terug in het compressorelement 2 geïnjecteerd.

In de ciiekoeier 15 wordt de olie gekoeld om vervolgens in de opslag 17 voor clie terecht te komen.

Hierbij zal de olie eerst nog via de oliefilter 20 passeren, zodat uiteindelijk gekoelde en gezuiverde olie in de opslag 17 voor olie terechtkomt.

12 BE2022/5057

De olie blijft in de coslag 17 voor olie tot wanneer de regelmiddelen 22 geopend worden om olie vanaf de opslag 17 voor olie te injecteren, > De regelmiddelen 22 zullen bepalen hoeveel van de nog warme olie via de bypassieiding 21 en hoeveel van de gekoelde olie uit het olievat 18 geïnjecteerd wordt.

Door middel van deze regelmiddelen 22 zal de temperatuur van de olies die geïnjecteerd wordt, geregeld kunnen worden.

Voor de aansturing van deze regelmiddelen 22 kan een controle-eenheid of gergelijke voorzien worden.

Aangezien in het geval van de uitvinding, de olieafscheider 3 kleiner is dan in de gekende inrichtingen, zal hier minder olie in opgeslagen worden en zal het grooste gedeelte van de olies gekoeld zijn en in het olievat 18 opgeslagen worden,

Bovendien zal bij opstart onmiddellijk olie uit het olievat 18 geïnjecteerd kunnen worden naar lagers en andere onderdelen van het compressorelement 2.

De huidige uitvinding is geenszins beperkt tot de als voorbeeld beschreven en in de figuren weergegeven uitvoeringsvormen, doch een olie-geïnjecteerde compressorinrichting volgens de uitvinding kan in allerlei vormen en afmetingen worden verwezenlijkt zonder buiten het 39 kader van de uitvinding te treden.

Claims

+3 BE2022/5057 Conclusies,

Li.- Olie-geïnjecteerde compressorinrichting {1} voorzien van minstens éèn olie-geïnjecteerd compressoreiement (23 met een inlaat (5) voor samen Le persen gas en een uitlaat 9 {7} voor samengeperst gas, waarbij de uitlaat (7) verbonden is met een olieafscheider (8, waarbij de olie- geinjecteerde compressorinrichting (1) verder voorzien is 12 van een olie-injectieleiding {14} die vertrekt vanaf de clieafscheider (95) en loopt naar het olie-geïîniecteerd compressoreiement (2), waarbij in de olie-injectieleiding (14) een oliekoeler {15) is opgenomen, daardoor gekenmerkt dat in de olie-injectieleiding (14) stroomafwaarts van een inlaat {16} van de oliekoeler (15) een opslag {17} voor olie is voorzien. 2e Olie-geïnjecteerde compressorinrichtina volgens conclusie 1, daardoor gekenmerkt dat de opslag (17} voor olie één of meer van volgende omvat: - eer olievat (18) opgenomen in de ciie- injectieleiding {14} stroomaïvwaarts van de oliekoeler (15); - een gedeelte van dlie-iniectieleidina {14} stroomaïwaarts van de oliekoeler (15) heeft een grotere diameter dan de rest van de olie-injectieleiding (lé).

3.- QOlie-geïnjecteerde compressorinrichting voigens conclusie 1, daardoor gekenmerkt dat de opslag {17} voor olie zich stroomafwaarts van een inlaat (16) van de oliekoeler {15} bevindt, waarbij de opslag (17) voor olie deel uitmaakt van de oliekoeler {15},

A BE2022/5057 à, Olie-geinjecteerde compressorinrichting volgens conclusie Ls daardoor gekenmerkt dat de compressorinrichting (2) voorzien is van een motor (43 voor het aandrijven van het compressorelement (2}, waarbij de opslag (17} voor olie geïntegreerd is in een mantel (19) van de motor (4), 5,- Olie-geïinjecteerde compressorinrichting volgens één van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat de compressorinrichting (1) voorzien is van een bypassleiding {21} die loopt vanaf een punt {A} in de olie- injectielsiding (14) stroomopwaarts van de oliekoeler (15) naar een punt (B3 in de colie-injectieleiding (14) stroomafwaarts van de cpslag {17} voor olie com de oliekoeler {15} en de opslag (17) om te kunnen overbruggen via de bypassleiding {21}, waarbij regelmiddelen (22) voorzien zijn on de hoeveelheid olie die via de bypassieiding {21} gaat, te kunnen regelen.

DB. Oliergsinjecteerde compressorinrichting volgens conclusie 5, daardoor gekenmerkt dat de regelmiddelen (22) sen driewegkraan (23), thermostaat en/cf een combinatie van één of meer kleppen zijn. dn Olie-geïinjecteerde compressorinrichtinqg voigens conclusie 5 of &, daardoor gekenmerkt dat de regelmiddelen {22} stroomopwaarts van de oliekoeler {15} oË stroomafwaarts van de opsiag {17) voor clie zijn opgenomen in de olie-injectieleiding {14}.

15 BE2022/5057 8,- Oliergeinjecteerde compressorinrichting volgens één van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat op de olieafscheider (5) sen uitlaatleiding (103 is aangesloten, waarbij in de uitlaatleiding {10} een nakoeler (12) is cogencmen. dr Olie-geïnjecteerde compressorinrichting volgens conclusie &, daardoor gekenmerkt dat in de uitlaatleiding (10) een tweede olieafscheider (11) is opgenomen.

10.— Olie-geïnjecteerde compressorinrichting volgens conciusie 8 of 9, daardoor gekenmerkt dat de nakoeler (12) en de oliekoeler (15) luchtgekcelde koelers zijn, waarbij San gezamenlijke ventilator (13) of ventilatorgroep voorzien is voor de nakoeler (12) en de oliekoeler (153. 11,- Oliergeinjecteerde compressorinrichting volgens één van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat onmiddellijk stroomopwaarts of stroomafwaarts van de opslag {17} voor olie één of meer oliefilters {20} zijn opgenomen in de olierinjectieleiding {14}.